中性子捕捉療法用低毒性ボロン製剤の生成に関する研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K03922
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 榊田 創 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (90357088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板垣 宏知 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (00793184) ; 清水 鉄司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70803881)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: レーザーアブレーション / プラズマ / 内包フラーレン / ボロン / X線吸収微細構造計測

Outline of Annual Research Achievements

ボロン原子の特質に由来する毒性が課題となっている中性子捕捉療法用ボロン製剤に関して、低毒性の製剤生成に関する研究を行う。生体親和性の良い炭素C60フラーレンにボロン原子を内包化させることで毒性を大幅に低減する手法として、我々は原理的に高効率内包が可能なレーザー溶発による原子内包フラーレン生成システムを開発している。しかし、実用化にはフラーレンへの更なる高効率原子内包が必要であり、如何にして100 eV程度にピークを持つ粒子が多く生成できる条件を見出すかが鍵となる。そこで、高効率内包条件の探索、ボロン内包フラーレンの新たな計測法の開拓などを目的としている。
当該レーザー溶発による原子内包フラーレン生成システムにおいて、生成物回収部のモリブデンターゲットプレートに巻いたステンレス箔上に、試料が生成される。ステンレス箔上に堆積した薄片の特性について、SEM/EDXを用いて計測した。ボロンナイトライドとフラーレンの混合膜中の窒素、ボロン及びカーボンの分布を計測することができた。しかし、フラーレン内のボロン分布であるかは不明である。
次に、ボロン内包フラーレンの新たな計測法の開拓ため、高エネルギー加速器研究機構においてX線吸収微細構造計測を行った。ステンレス箔上の試料をトルエンに溶かし、メンブレンフィルターにより濾過してボロンナイトライド紛の影響を除去し、乾燥させて粉体試料を作成した。ビームラインPF-BL-7A（エネルギー帯；180-450 eV)を利用した。0.1 mm厚のTa板に10 mm角の両面カーボンテープを張り、テープ上に試料をセットした。参照試料として、ボロン粉末、ボロンナイトライド粉末、フラーレン粉末をそれぞれセットした。電子収量測定及び蛍光収量測定を行い、ボロン、窒素、カーボンのエネルギースペクトルをそれぞれ計測した。現在解析を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナの影響により出勤率制限などが生じたが、レーザーアブレーションによる内包フラーレン生成システムによる実験を行うことができた。生成された物質の特性を調べるために、SEM/EDX分析、及び高エネルギー加速器研究機構でのX線吸収微細構造(XAFS)計測を行うことができた。以上から、おおむね順調であると考える。

Strategy for Future Research Activity

3年目は、ボロン内包フラーレンの検出にテーマを絞り、研究を進めていく予定である。
・高エネルギー加速器研究機構での放射光を用いた計測により、ボロン内包フラーレンの新たな評価方法の検討を進める。特に、エネルギースペクトルの分解能を上げるために、エネルギー分散超伝導検出器を用いた計測と解析を行う。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響により、実験頻度が限られ、使用する消耗品量が少なかったことがあげられる。
レーザーを透過させる反射防止膜付窓は損傷するため、安全のために頻繁に交換する必要がある。C60フラーレン、ボロンロッドなどを購入する必要がある。ロッド回転部、真空システム消耗品などを購入する予定である。放射光施設において計測するための消耗品などを購入する予定である。